一种耐磨陶瓷配方及其制备工艺的制作方法

本发明涉及陶瓷技术领域，具体为一种耐磨陶瓷配方及其制备工艺。

背景技术：

陶瓷材料作为无机非金属材料的一个重要门类，取得了很大的发展。结构陶瓷以其高机械强度、高硬度、耐腐蚀性等优点被广泛用于冶金、矿厂及航天等领域。硬度是衡量材料力学性能的一项重要指标，它是指物体抵抗外力进入其中的能力，即由于其他物体给与的外力与物体的形变尺寸之间的关系。它与材料的强度、耐磨性、韧性及材料成分、微观组织结构等有着密切关系。

现有全抛釉砖产品刚刚兴起，与之相适应的釉料的开发相对滞后，目前大多数全抛釉砖产品都采用普通的熔块釉，其缺点是釉面耐磨性差和硬度小，难以满足使用要求。为保证产品耐磨性和硬度，其全抛釉在化学组成不同于一般的釉面砖，一般要求较高的氧化铝和钙、镁含量和相对较低的钾、钠含量等。因此，现有的普通全抛釉料配方组成难以满足产品的性能要求，需新开发与之相适应的耐磨性好和硬度高的陶瓷制品。

所以，如何设计一种耐磨陶瓷配方及其制备工艺，成为我们当前要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种耐磨陶瓷配方及其制备工艺，配方中加入了适量的复合添加剂，复合添加剂有利于减小晶粒尺寸，同时随着复合添加剂的加入，有利于提高抗弯强度和硬度；原料易得，制品不经过烧制，节约能源，而且不使用含铅物质，绿色环保；陶瓷制品整体的硬度高，耐磨性好，使得陶瓷制品的断裂模数高达92.4mpa，使用超微设备进行研磨，得到的粉体粒度小，得到的陶瓷制品表面光洁、亮丽，没有坑洞，质量非常好，可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐磨陶瓷配方，所述陶瓷配方其质量份组成为：烧滑石10-15份、碳酸钡10-15份、氧化镁12-15份、坯体增强粉2-3份、复合添加剂1-2份、高岭土40-55份、长石10-15份、石英25-28份、谷壳灰15-22份、黑泥1.5-1.8份、白云石1.2-1.6份、二氧化硅20-30份、三氧化二铝7-9份、磷酸氢钙15-18份、羟甲基纤维素钠1-2份、增稠剂25-40份和减水剂1-2份。

一种耐磨陶瓷配方制备工艺，包括如下步骤：

1）制备陶瓷坯料：先称取：烧滑石10-15份、碳酸钡10-15份、氧化镁12-15份、坯体增强粉2-3份、复合添加剂1-2份、高岭土40-55份、长石10-15份、石英25-28份、谷壳灰15-22份、黑泥1.5-1.8份和白云石1.2-1.6份，并将陶瓷坯料颗粒用60目的网筛进行筛分；将原料粉体、溶剂与改性添加剂球磨，得到浆料；将所述浆料均匀地包覆在步骤a中的陶瓷坯料颗粒表面，得到包覆陶瓷坯料颗粒；将所述包覆陶瓷坯料颗粒放在密闭的空间中陈腐；

2）制备陶瓷釉料：先称量各组分原料：二氧化硅20-30份、三氧化二铝7-9份、磷酸氢钙15-18份和羟甲基纤维素钠1-2份；经60目的网筛进行筛分，得到符合要求的陶瓷釉料颗粒；将颜料与水按照一定比例配置，并与上述原料搅拌混合均匀；

3）制备泥浆：将以上陶瓷釉料和陶瓷坯料使用超微设备进行研磨粉碎，得到的粉体粒度为0.05-0.3μm，然后再次进行筛分；然后加入增稠剂25-40份和减水剂1-2份，搅拌2-5小时，得到泥浆；

4）脱模成型：将上述泥浆注入工艺品模具中，经1.5小时后可脱模成型；

将所述脱模成型的工艺制品在常温下自然固化得到陶瓷制品。

根据上述技术方案，所述复合添加剂的制备方法为先按照铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份、凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份、甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份配比准备原料，将铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份在粉磨机中进行粉磨，转速为120r/min，粉磨6小时，得到混合物a颗粒度大小为0.5-1mm，将凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份在粉磨机中进行粉磨，转速为100r/min，粉磨2小时，得到混合物b颗粒度大小为0.2-0.3mm，将得到混合物a和得到混合物b装入机械混合机中，机械混合1小时，之后倒入甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份，再机械混合2小时，得到复合添加剂。

根据上述技术方案，所述增稠剂的制备方法为先将糯玉米净化除杂后，水力输送去浸泡罐，在糯玉米在浸泡罐中通过亚硫酸溶液逆流浸泡后得到湿玉米；然后将湿玉米由输送泵送至湿玉米贮斗，再进入头道凸齿磨破碎，之后由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，底流物料经曲筛过滤掉浆料，筛上物进入二道凸齿磨二次破碎，得到的浆料由胚芽泵送至二级胚芽旋流器，顶流物料与经头道破碎和曲筛分出的浆料混合一起，返一级胚芽旋流器，收集底流浆料；底流浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，筛上物进入冲击磨进行精磨得到粗淀粉浆液；粗淀粉浆液进入纤维洗涤槽，在此与洗涤水一起泵送至第一级压力曲筛，筛下分离出粗淀粉乳，筛上物经6级压力曲筛逆流洗涤，洗涤下来的淀粉乳在第一级压力曲筛前的洗涤槽中与粗淀粉浆液混合，共同进入第一级压力曲筛，分离出粗淀粉乳，粗淀粉乳与精磨前筛分出的粗淀粉乳混合；混合的粗淀粉乳经过除砂旋流器、回转过滤器，再经预浓缩分离机分离出浓淀粉乳进入麸质、淀粉的主离心机，主离心机底流的淀粉乳浓度17-19波美，送十二级旋流洗涤器进行逆流洗涤，得到的精淀粉乳；精淀粉乳经过纯化、浓缩，经弱酸部分水解后，在碱性条件下加入2-氯乙醇进行羟基化反应，获得增稠剂。

根据上述技术方案，所述减水剂的制备方法为先磺化：首先按配料比在反应釜内加入菲渣，加热升温，待菲渣熔解后开始搅拌，在100°c-120°c下，40分钟内缓慢加入浓硫酸，然后维持反应温度在110°c-130°c，磺化反应3-5小时，磺化结束；然后水解再磺化：降温至100°c-110°c，按菲比水的摩尔比为1∶3.22加入水，水解40分钟，而后升温至140°c-155°c，再磺化40分钟；缩合：再磺化结束后，降温至70°c-80°c，在50分钟内，缓慢加入质量百分数为37％的甲醛水溶液，为使缩合反应温和防止爆聚，在甲醛水溶液中按甲醛比水摩尔比为1∶14.6，再配入一定量的溶剂水，加完甲醛后，维持反应温度在80°c-90°c，缩合3-5小时；中和：缩合结束后加入饱和naoh水溶液，使溶液的ph＝7-8；再缩合：在70°c-90°c加入乙二胺或者尿素,再缩合20分钟，最后在反应温度70°c-90°c下抽真空20分钟，蒸出适量水即得减水剂。

根据上述技术方案，所述步骤1）中陈腐的时间为24-48小时。

根据上述技术方案，所述步骤3）中搅拌的温度为常温。

与现有技术相比，本发明的有益效果：配方中加入了适量的复合添加剂，复合添加剂有利于减小晶粒尺寸，同时随着复合添加剂的加入，有利于提高抗弯强度和硬度；原料易得，制品不经过烧制，节约能源，而且不使用含铅物质，绿色环保；陶瓷制品整体的硬度高，耐磨性好，使得陶瓷制品的断裂模数高达92.4mpa，使用超微设备进行研磨，得到的粉体粒度小，得到的陶瓷制品表面光洁、亮丽，没有坑洞，质量非常好。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1所示，本发明提供一种耐磨陶瓷配方，所述陶瓷配方其质量份组成为：烧滑石10份、碳酸钡10份、氧化镁12份、、坯体增强粉2份、复合添加剂1份、高岭土40份、长石10份、石英25份、谷壳灰15份、黑泥1.5份、白云石1.2份、二氧化硅20份、三氧化二铝7份、磷酸氢钙15份、羟甲基纤维素钠1份、增稠剂25份和减水剂1份。

一种耐磨陶瓷配方制备工艺，包括如下步骤：

1）制备陶瓷坯料：先称取：烧滑石10份、碳酸钡10份、氧化镁12份、坯体增强粉2份、复合添加剂1份、高岭土40份、长石10份、石英25份、谷壳灰15份、黑泥1.5份和白云石1.2份，并将陶瓷坯料颗粒用60目的网筛进行筛分；将原料粉体、溶剂与改性添加剂球磨，得到浆料；将所述浆料均匀地包覆在步骤a中的陶瓷坯料颗粒表面，得到包覆陶瓷坯料颗粒；将所述包覆陶瓷坯料颗粒放在密闭的空间中陈腐；

2）制备陶瓷釉料：先称量各组分原料：二氧化硅20份、三氧化二铝7份、磷酸氢钙15份和羟甲基纤维素钠1份；经60目的网筛进行筛分，得到符合要求的陶瓷釉料颗粒；将颜料与水按照一定比例配置，并与上述原料搅拌混合均匀；

3）制备泥浆：将以上陶瓷釉料和陶瓷坯料使用超微设备进行研磨粉碎，得到的粉体粒度为0.05-0.3μm，然后再次进行筛分；然后加入增稠剂25份和减水剂1份，搅拌2-5小时，得到泥浆；

4）脱模成型：将上述泥浆注入工艺品模具中，经1.5小时后可脱模成型；

将所述脱模成型的工艺制品在常温下自然固化得到陶瓷制品。

根据上述技术方案，所述复合添加剂的制备方法为先按照铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份、凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份、甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份配比准备原料，将铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份在粉磨机中进行粉磨，转速为120r/min，粉磨6小时，得到混合物a颗粒度大小为0.5-1mm，将凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份在粉磨机中进行粉磨，转速为100r/min，粉磨2小时，得到混合物b颗粒度大小为0.2-0.3mm，将得到混合物a和得到混合物b装入机械混合机中，机械混合1小时，之后倒入甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份，再机械混合2小时，得到复合添加剂。

根据上述技术方案，所述增稠剂的制备方法为先将糯玉米净化除杂后，水力输送去浸泡罐，在糯玉米在浸泡罐中通过亚硫酸溶液逆流浸泡后得到湿玉米；然后将湿玉米由输送泵送至湿玉米贮斗，再进入头道凸齿磨破碎，之后由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，底流物料经曲筛过滤掉浆料，筛上物进入二道凸齿磨二次破碎，得到的浆料由胚芽泵送至二级胚芽旋流器，顶流物料与经头道破碎和曲筛分出的浆料混合一起，返一级胚芽旋流器，收集底流浆料；底流浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，筛上物进入冲击磨进行精磨得到粗淀粉浆液；粗淀粉浆液进入纤维洗涤槽，在此与洗涤水一起泵送至第一级压力曲筛，筛下分离出粗淀粉乳，筛上物经6级压力曲筛逆流洗涤，洗涤下来的淀粉乳在第一级压力曲筛前的洗涤槽中与粗淀粉浆液混合，共同进入第一级压力曲筛，分离出粗淀粉乳，粗淀粉乳与精磨前筛分出的粗淀粉乳混合；混合的粗淀粉乳经过除砂旋流器、回转过滤器，再经预浓缩分离机分离出浓淀粉乳进入麸质、淀粉的主离心机，主离心机底流的淀粉乳浓度17-19波美，送十二级旋流洗涤器进行逆流洗涤，得到的精淀粉乳；精淀粉乳经过纯化、浓缩，经弱酸部分水解后，在碱性条件下加入2-氯乙醇进行羟基化反应，获得增稠剂。

根据上述技术方案，所述减水剂的制备方法为先磺化：首先按配料比在反应釜内加入菲渣，加热升温，待菲渣熔解后开始搅拌，在100°c-120°c下，40分钟内缓慢加入浓硫酸，然后维持反应温度在110°c-130°c，磺化反应3-5小时，磺化结束；然后水解再磺化：降温至100°c-110°c，按菲比水的摩尔比为1∶3.22加入水，水解40分钟，而后升温至140°c-155°c，再磺化40分钟；缩合：再磺化结束后，降温至70°c-80°c，在50分钟内，缓慢加入质量百分数为37％的甲醛水溶液，为使缩合反应温和防止爆聚，在甲醛水溶液中按甲醛比水摩尔比为1∶14.6，再配入一定量的溶剂水，加完甲醛后，维持反应温度在80°c-90°c，缩合3-5小时；中和：缩合结束后加入饱和naoh水溶液，使溶液的ph＝7-8；再缩合：在70°c-90°c加入乙二胺或者尿素,再缩合20分钟，最后在反应温度70°c-90°c下抽真空20分钟，蒸出适量水即得减水剂。

根据上述技术方案，所述步骤1）中陈腐的时间为24-48小时。

根据上述技术方案，所述步骤3）中搅拌的温度为常温。

实施例2：如图1所示，本发明提供一种耐磨陶瓷配方，所述陶瓷配方其质量份组成为：烧滑石15份、碳酸钡15份、氧化镁15份、坯体增强粉3份、复合添加剂2份、高岭土55份、长石15份、石英28份、谷壳灰22份、黑泥1.8份、白云石1.6份、二氧化硅30份、三氧化二铝9份、磷酸氢钙18份、羟甲基纤维素钠2份、增稠剂40份和减水剂2份。

一种耐磨陶瓷配方制备工艺，包括如下步骤：

1）制备陶瓷坯料：先称取：烧滑石15份、碳酸钡15份、氧化镁15份、坯体增强粉3份、复合添加剂2份、高岭土55份、长石15份、石英28份、谷壳灰22份、黑泥1.8份和白云石1.6份，并将陶瓷坯料颗粒用60目的网筛进行筛分；将原料粉体、溶剂与改性添加剂球磨，得到浆料；将所述浆料均匀地包覆在步骤a中的陶瓷坯料颗粒表面，得到包覆陶瓷坯料颗粒；将所述包覆陶瓷坯料颗粒放在密闭的空间中陈腐；

2）制备陶瓷釉料：先称量各组分原料：二氧化硅30份、三氧化二铝9份、磷酸氢钙18份和羟甲基纤维素钠2份；经60目的网筛进行筛分，得到符合要求的陶瓷釉料颗粒；将颜料与水按照一定比例配置，并与上述原料搅拌混合均匀；

3）制备泥浆：将以上陶瓷釉料和陶瓷坯料使用超微设备进行研磨粉碎，得到的粉体粒度为0.05-0.3μm，然后再次进行筛分；然后加入增稠剂40份和减水剂2份，搅拌2-5小时，得到泥浆；

4）脱模成型：将上述泥浆注入工艺品模具中，经1.5小时后可脱模成型；

将所述脱模成型的工艺制品在常温下自然固化得到陶瓷制品。

根据上述技术方案，所述复合添加剂的制备方法为先按照铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份、凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份、甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份配比准备原料，将铝氧熟料32份、煅烧明矾石8份、硫酸锌2份、地开石12份在粉磨机中进行粉磨，转速为120r/min，粉磨6小时，得到混合物a颗粒度大小为0.5-1mm，将凹凸棒粘土12份、粉煤灰12份、沸石粉2份、硅藻土3份、膨润土4份在粉磨机中进行粉磨，转速为100r/min，粉磨2小时，得到混合物b颗粒度大小为0.2-0.3mm，将得到混合物a和得到混合物b装入机械混合机中，机械混合1小时，之后倒入甲基纤维素2份、亚硫酸钠0.7份，生石灰0.7份，氟化钙0.4份，再机械混合2小时，得到复合添加剂。

根据上述技术方案，所述增稠剂的制备方法为先将糯玉米净化除杂后，水力输送去浸泡罐，在糯玉米在浸泡罐中通过亚硫酸溶液逆流浸泡后得到湿玉米；然后将湿玉米由输送泵送至湿玉米贮斗，再进入头道凸齿磨破碎，之后由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，底流物料经曲筛过滤掉浆料，筛上物进入二道凸齿磨二次破碎，得到的浆料由胚芽泵送至二级胚芽旋流器，顶流物料与经头道破碎和曲筛分出的浆料混合一起，返一级胚芽旋流器，收集底流浆料；底流浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，筛上物进入冲击磨进行精磨得到粗淀粉浆液；粗淀粉浆液进入纤维洗涤槽，在此与洗涤水一起泵送至第一级压力曲筛，筛下分离出粗淀粉乳，筛上物经6级压力曲筛逆流洗涤，洗涤下来的淀粉乳在第一级压力曲筛前的洗涤槽中与粗淀粉浆液混合，共同进入第一级压力曲筛，分离出粗淀粉乳，粗淀粉乳与精磨前筛分出的粗淀粉乳混合；混合的粗淀粉乳经过除砂旋流器、回转过滤器，再经预浓缩分离机分离出浓淀粉乳进入麸质、淀粉的主离心机，主离心机底流的淀粉乳浓度17-19波美，送十二级旋流洗涤器进行逆流洗涤，得到的精淀粉乳；精淀粉乳经过纯化、浓缩，经弱酸部分水解后，在碱性条件下加入2-氯乙醇进行羟基化反应，获得增稠剂。

根据上述技术方案，所述减水剂的制备方法为先磺化：首先按配料比在反应釜内加入菲渣，加热升温，待菲渣熔解后开始搅拌，在100°c-120°c下，40分钟内缓慢加入浓硫酸，然后维持反应温度在110°c-130°c，磺化反应3-5小时，磺化结束；然后水解再磺化：降温至100°c-110°c，按菲比水的摩尔比为1∶3.22加入水，水解40分钟，而后升温至140°c-155°c，再磺化40分钟；缩合：再磺化结束后，降温至70°c-80°c，在50分钟内，缓慢加入质量百分数为37％的甲醛水溶液，为使缩合反应温和防止爆聚，在甲醛水溶液中按甲醛比水摩尔比为1∶14.6，再配入一定量的溶剂水，加完甲醛后，维持反应温度在80°c-90°c，缩合3-5小时；中和：缩合结束后加入饱和naoh水溶液，使溶液的ph＝7-8；再缩合：在70°c-90°c加入乙二胺或者尿素,再缩合20分钟，最后在反应温度70°c-90°c下抽真空20分钟，蒸出适量水即得减水剂。

根据上述技术方案，所述步骤1）中陈腐的时间为24-48小时。

根据上述技术方案，所述步骤3）中搅拌的温度为常温。

基于上述，本发明的优点在于，配方中加入了适量的复合添加剂，复合添加剂有利于减小晶粒尺寸，同时随着复合添加剂的加入，有利于提高抗弯强度和硬度；原料易得，制品不经过烧制，节约能源，而且不使用含铅物质，绿色环保；陶瓷制品整体的硬度高，耐磨性好，使得陶瓷制品的断裂模数高达92.4mpa，使用超微设备进行研磨，得到的粉体粒度小，得到的陶瓷制品表面光洁、亮丽，没有坑洞，质量非常好。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。